甲基-辅酶M降解酶活性部位的结构动力学受到辅酶F的影响430 修改
Marcelo D Polêto1, Kylie D Allen1, Justin A Lemkul1
1Department of Biochemistry, Virginia Tech, 111 Engel Hall, 340 West Campus Drive, Blacksburg, Virginia 24061, United States.
甲基辅酶M减少酶 (MCR) 用独特的辅酶F430变体进行甲循环. 分子动力学模拟揭示了活点修改如何影响MCR功能及其对催化作用至关重要的电场.
科学领域:
- 生物化学和酶学 生物化学和酶学
- 微生物的新陈代谢和生物地质化学
- 计算生物学和分子动力学
背景情况:
- 甲基共酶M减少酶 (MCR) 对于微生物的甲生产和消耗至关重要.
- MCR使用含的辅因子,辅酶F430,在ANME-1古物中已知自然变体如17^2-甲基-F430 (mtF430).
- 了解MCR活性位点动态和辅因子相互作用是破译甲循环机制的关键.
研究的目的:
- 调查来自甲沙辛酸乙和ANME-1的MCR的活性位点动态.
- 为了比较正规F430与修改的17^2-thioether F430变体对MCR基底相互作用的影响.
- 量化估计MCR的内在电场及其在甲形成催化中的作用.
主要方法:
- 在M. acetivorans和ANME-1的MCR上进行了分子动力学 (MD) 模拟.
- 模拟包括与正规F430结合的MCR和修改的17^2-thioether F430变体.
- 包括基质 (甲基辅酶M和辅酶B) 来建模甲形成反应.
主要成果:
- 在ANME-1 MCR中,A Gln to Val的替换对于适应17^2甲基变化至关重要.
- 修改后的F430变种破坏了M. acetivorans MCR中的基质定位,但观察到一些活跃部位重组.
- 该研究提供了MCR内在电场的第一个定量估计,表明沿CH3-S-CoM键的对齐有助于催化.
结论:
- MCR的活性站点结构对于保持内在电场的完整性和有效性至关重要.
- 结构性干扰,比如那些来自修改的辅酶,可以削弱或调整错误这些必要的电场.
- 这项工作增强了对MCR活性站点动态,静电学及其在甲循环的重要过程中的作用的理解.
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